package com.lbc.stack;

public class Calculator {
    //  栈实现综合计算器 (减号后面做乘除法结果不太对)
    public static void main(String[] args) {
        // 完成表达式的运算
        String expression = "30+2*4-80";
        // 创建两个栈，数栈，符号栈
        ArrayStack2 numStack = new ArrayStack2(10);
        ArrayStack2 operStack = new ArrayStack2(10);
        // 定义需要的相关变量
        int index = 0;  // 用于扫描
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';  // 将每次扫描得到的char保存到ch
        String keepNum = "";  // 用于拼接多位数
        // 开始while循环的扫描expression
        while (true) {
            // 依次得到 expression 中的每一个字符
            ch = expression.substring(index, index + 1).charAt(0);
            // 判断ch是什么，然后做相应的处理
            if (operStack.isOper(ch)) {  // 如果是运算符
                // 判断符号栈是否为空
                if (!operStack.isEmpty()) {
                    // 不为空 ==》处理
                    // 如果 当前操作符的优先级 <= 栈中的操作符
                    // 那么 从数栈中pop出两个数字，从符号栈中pop出一个符号，运算结果入数栈，当前操作符入符号栈
                    if (operStack.priority(ch) <= operStack.priority(operStack.peek())) {
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = operStack.cal(num1, num2, oper);
                        numStack.push(res);
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        // 当前操作符的优先级 > 栈中的操作符
                        operStack.push(ch);
                    }
                } else {
                    // 如果为空，直接入符号栈。。
                    operStack.push(ch);
                }
            } else {
                // 如果是数字
                // numStack.push(ch - 48);  // 也可以用类型转换
                // 上面没有考虑多位数的情况
                // 让index向后多看一位，如果是数就拼接，如果是符号就才入栈
                 keepNum += ch;
                // 如果ch是最后一位，也直接入栈  防止往后看时数组越界
                if (index == expression.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else {
                    // 判断下一个字符  --> index本身不变，就只往后看一眼
                    if (operStack.isOper(expression.substring(index+1,index+2).charAt(0))) {
                        // 如果下一位只运算符，则入栈
                        numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                        keepNum = "";
                    }
                }
            }
            // 让index + 1，并判断是否扫描到 expression 的最后
            index++;
            if (index >= expression.length()) {
                break;
            }
        }
        // 当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出数字和符号，并运行
        while (true) {
            // 如果符号栈为空，则表示到了计算完成了，这时数栈中只有一个数字【结果】
            if (operStack.isEmpty()) {
                break;
            }
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = operStack.cal(num1, num2, oper);
            numStack.push(res);
        }
        // 将数栈的最后数，pop出，就是结果
        int res2 = numStack.pop();
        System.out.printf("表达式: %s = %d", expression, res2);
    }

}

// 先创建一个栈，直接用前面的
// 需要扩展一些功能
class ArrayStack2 {
    private int maxSize;  // 栈的大小
    private int[] stack;  // 数组，模拟栈，数据放在数组中
    private int top = -1; // top表示栈顶，初始化为-1

    // 构造方法
    public ArrayStack2(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    // 看一眼栈顶的元素，不真的pop出来
    public int peek() {
        return stack[top];
    }

    // 栈满
    public boolean isFull () {
        return top == maxSize - 1;
    }
    // 栈空
    public boolean isEmpty () {
        return top == -1;
    }
    // 入栈-push
    public void push(int value) {
        // 先判断栈是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈满");
            return;
        }
        top++;
        stack[top] = value;
    }
    // 出栈-pop，将栈顶的数据返回
    public int pop() {
        // 先判断栈是否空
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈空,没有数据");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;
    }
    // 显示栈的情况[遍历栈]  -> 从栈顶开始展示数据
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈空，没有数据~~");
            return;
        }
        // 需要从栈顶开始展示数据
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    // 返回运算符的优先级，优先级由程序员来定
    // 数字越大，则优先级越高
    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        }
        if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        }
        // 假定目前的表达式中只有+，-，*，/
        return -1;
    }
    // 判断是不是一个运算符
    public boolean isOper(char val) {
        return val == '+' || val == '-' ||val == '*' ||val == '/';
    }
    // 计算方法
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;  // res 用于存放计算结果
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num2 + num1;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1; // 想一下，为什么 num2 在 num1 的前面
                break;
            case '*':
                res = num2 * num1;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;  // 如果要精确可以考虑一下float
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }
}


